【正文】 可能性 GPRS 報(bào)警 壓力傳感器把檢測(cè)到的 外界 風(fēng)壓 變化 模擬量通過(guò) A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將其 傳 輸 給單片機(jī) 的 控制器，單片機(jī) 會(huì) 根據(jù) 這些 實(shí)時(shí)測(cè)量的風(fēng)壓值進(jìn)行判斷決策，超出安全值范圍時(shí)，聲光報(bào)警工作，電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)開始工作， 并且通過(guò) GPRS傳輸出去。 礦井 的 通風(fēng)是礦井 在 生產(chǎn) 過(guò)程中 的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著不斷 的 給工人 供應(yīng) 新鮮空氣，排出 開采過(guò)程中排出 毒害氣體， 確保 了 礦井 的生產(chǎn) 運(yùn)作 和 工作 人員 的 生命安全的重 要 使命 。 第 14 頁(yè) 共 24 頁(yè) 5實(shí)際應(yīng)用 GPRS 傳輸 中國(guó) 在改革和發(fā)展過(guò)程中，國(guó)內(nèi)的煤炭行業(yè) 的 生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整， 生產(chǎn) 科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使 礦井安全生產(chǎn)效果 顯著，年產(chǎn)量達(dá) 到了 23噸。數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)是通過(guò) GPRS模塊和 英特網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)之間的透明傳輸來(lái)完成的。 下面介紹一下在 GPRS模塊中，經(jīng)常使用的指令及其相應(yīng)的功能： AT+CSQ：查詢 GPRS所連接的網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量； AT+CPIN?：查詢 GPRS模塊 里 的 SIM卡是否已經(jīng)準(zhǔn)備 完成 ； AT+CGREG? ： 查詢 GPRS模塊是否已經(jīng)注冊(cè)完畢 ； 開始 串口初始化 GRPS 初始化 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)傳輸 結(jié)束 第 13 頁(yè) 共 24 頁(yè) 一般使用上面的三個(gè)指令來(lái)確定 當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò) 狀態(tài) 和 GPRS模塊的狀態(tài)。 連接的建立 在實(shí)驗(yàn)中，利用終端助手，實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)中的 GTM900C連接到 Inter和 GPRS網(wǎng)絡(luò)的具體步驟如下所示： a） 使用單片機(jī) 對(duì) GPRS模塊通 電，并 且 等 到 GPRS模塊的正常啟動(dòng)。在編寫程序代碼的核心任務(wù)是如何通過(guò)AT89C51對(duì) GTM900C進(jìn)行初始設(shè)置以及控制 GTM900C的 AT命令和如何對(duì)接收到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 開始 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理 是否超出預(yù)設(shè)范圍 發(fā)送報(bào)警信號(hào) 結(jié)束 N Y 第 12 頁(yè) 共 24 頁(yè) 圖 8傳輸系統(tǒng)流程圖 GPRS 通信系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案 這個(gè) 系統(tǒng) 的 軟件部分的程序代碼是使用 C語(yǔ)言進(jìn)行編寫， 并 在 IAR軟件中進(jìn)行編譯。 第 11 頁(yè) 共 24 頁(yè) 圖 7 采集系統(tǒng)流程圖 主程序由子函數(shù)組成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì) 通過(guò)傳感器對(duì)外界變化進(jìn)行 采集、判斷的方法。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB等多種編譯。 Proteus是世界上著名的 EDA工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 Proteus 7簡(jiǎn)介 Protues軟件是英國(guó) Labcenter electronics公司出版的 EDA工具軟件。另外重要的一點(diǎn)， Keil uVision2生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 本系統(tǒng)的軟件編程使用的是美國(guó) Keil Software公司出品的 Keil uVision2，是 51系列兼容單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)。因?yàn)?C語(yǔ)言的描述由函數(shù)組成，是一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，所以更容易實(shí)現(xiàn)模塊化，而且具有可讀性好，易于移植等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還有匯編語(yǔ)言一樣的位操作功能的硬件詳細(xì)控制指令 。在這些協(xié)議的基礎(chǔ)上，用戶可進(jìn)行 GPRS網(wǎng)段的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)芯片也支持短消息服務(wù)等功能，采用 ，外圍可擁有多種連接接口，如天線接口、模擬音頻接口、異步串行接口、 SIM卡接口等， 另外 還 可以 支持 12C通信， 其 芯片的內(nèi)部嵌入了 TCP/IP協(xié)議棧，支持多 個(gè) 鏈接， 可以 提供ACK應(yīng)答， 并且 提供大容量的緩存，因此 我們 采用此芯片能夠大大降低微控制器的編程難度。 第 9 頁(yè) 共 24 頁(yè) 圖 5 通信系統(tǒng)硬件框圖 GTM900CGPRS模塊簡(jiǎn)介 AT89C51單片機(jī)用于控制 GTM900C模塊的數(shù)據(jù)的收發(fā)，在軟件中采用串口通信來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。因此，本設(shè)計(jì)的核心部分是編寫單片機(jī) AT89C51對(duì) GTM900C的 GPRS模塊控制的程序代碼。當(dāng) AT89C51不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)， AT89C51以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)， 因此 晶振設(shè)定 為 12MKz，單片機(jī) 便 可向 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器 輸出 500KHz的時(shí)鐘信號(hào)。 由于本設(shè)計(jì)中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片使用的是 ADC0809，其工作的時(shí)鐘信號(hào)為 500KHz， 因 其內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路 ，時(shí)鐘信號(hào)由外部 AT89C51提供。 OE為輸出允許信號(hào)，用于控制輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 圖 3 信號(hào)處理電路 本設(shè)計(jì)中的 A/D使用的是通用 8位芯片 ADC0809，芯片的幾個(gè)重要管腳功能如下： ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。 同時(shí) 對(duì)于傳感器 所 輸出的模擬信號(hào)，一般 都 要用 第 7 頁(yè) 共 24 頁(yè) 運(yùn)算放大器對(duì)其進(jìn)行調(diào)理或放大， 來(lái) 滿足 A/D轉(zhuǎn)換器對(duì) 傳感器 輸入 的 模擬量幅值及極性的要求。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 REST引腳上有一個(gè)高電平并維持 2個(gè)機(jī)器周期 (24個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使 CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷 復(fù)位信號(hào)。 10pF。由于外接電容 C C2的容量大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，電容的容量大小范圍為 30pF177。這個(gè)放大器與作為反 饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振蕩器一起構(gòu)成自激振蕩器。當(dāng)該引腳為低電平時(shí)，單片機(jī)就只會(huì)訪問(wèn)外部的程序存儲(chǔ)器，不管單片機(jī)是否擁有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 31:此引腳為 ppV/EA (片外程序存儲(chǔ)器選用端 )。當(dāng)單片機(jī) 需要 從外部的 其他 程序存儲(chǔ)器 中 讀取常數(shù)或者 是 指令的時(shí)候， 這個(gè) 引腳 所輸出的信號(hào)就 會(huì)在每 一 個(gè)機(jī)器周期內(nèi)會(huì)出現(xiàn)兩次 的 有效電平，在有效的電平時(shí)，單片機(jī)可以通過(guò)數(shù)據(jù)總線 P0口讀回常數(shù)或指令。 ALE引腳所輸出的時(shí)鐘信號(hào)為的頻率是 AT89C51單片機(jī)時(shí)鐘 信號(hào)頻率的 1/6,在 STC89C511單片機(jī)訪問(wèn)片外的程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE引腳所輸出的脈沖信號(hào)的下降 通常 沿用于鎖存 P0口所輸出的低 8位的地址線， 和 P2口輸出的信號(hào)，結(jié)合形成了 16位地址總線；在 單片機(jī) 不訪問(wèn)外部的程序或數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器時(shí)， ALE引腳依舊會(huì) 通過(guò) 不變的頻率 來(lái) 周期性的向外部輸出脈沖信號(hào)，因此， ALE端口既被用作為對(duì)外輸出的時(shí)鐘，也可以別用做來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)的功能，但在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，有一點(diǎn)需要 我們 特別的注意，當(dāng) AT89C51單片機(jī)訪問(wèn)外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的時(shí)候，系統(tǒng) 就 會(huì)跳空一個(gè) ALE脈沖，在這種情況下， ALE端口就不應(yīng)該 被 作為 一個(gè) 時(shí)鐘 的 輸出端口來(lái)使用。 而當(dāng) RST引腳上的電平 由高電平 變 為低電平 之 后，系統(tǒng) 也就會(huì) 從 0000H地址 開始 執(zhí)行 事先所編寫好的 程序。 引腳 9（ RST/VPD）：此引腳為 復(fù)位 /備用 的 電源 腳， 在 AT89C51單片機(jī) 通 上 電 之后 ， 單 第 5 頁(yè) 共 24 頁(yè) 片機(jī) 上面 的 時(shí)鐘電路 從 這 時(shí)就 開始工作 了 ， 然 而 在單片機(jī)的正常的工作過(guò)程中，如果 在 RST的 引腳上 面 連續(xù)的 出現(xiàn) 了 超過(guò)單片機(jī) 上 的兩個(gè)機(jī)器 周期 的 高電平 情況下 ，系統(tǒng) 就能夠進(jìn)行系統(tǒng) 初始 化 的 復(fù)位 操作 。 18:這個(gè)引腳是 時(shí)鐘 XTAL2腳， 是 AT89C51單片機(jī) 片 里 振蕩電路的輸出端。 40:此引腳為接 電源腳， 在 AT89C51單片機(jī) 正常工作 或者是 片內(nèi) EPROM讀 寫程序的情況下 ， 此引腳應(yīng)該 接 +5V電源。 AT89C51單片機(jī)中主要是 通過(guò) 中央處理器 （ CPU） 、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 多功能可編程 I/O接口等 各種 計(jì)算機(jī)所需要的基本功能 元件 都 集成在一塊 大規(guī)模 的 集成電路中 ， 這些部件經(jīng)高速片內(nèi)總線連接在一起，在軟件和控制邏輯的作用下構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。單片機(jī)系統(tǒng)與用戶之間是通過(guò) RS232這個(gè) 接口與用戶 的 設(shè)備進(jìn)行參數(shù) 的 設(shè)置與數(shù)據(jù)讀取的。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由 一個(gè)內(nèi)置 TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)系統(tǒng)。在公安交通，公安移動(dòng)數(shù)據(jù)（ ID，查詢檔案）；交警移動(dòng)性數(shù)據(jù)（車輛、司機(jī)檔案等）查詢；公安、 110 、交警車輛監(jiān)控調(diào)度；城市 各個(gè) 路口 的 交通指揮 的 指示牌 上的信息 發(fā)布；城市路況信息的指示信息；公共運(yùn)輸車輛如公交車出租車等的調(diào)度，可以使用 GPRS通信技術(shù)來(lái)進(jìn)行信息的傳遞。 現(xiàn)在 社會(huì) 的 GPRS技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在很多方面， 例 如：工業(yè) 的 生產(chǎn) 過(guò)程中 、公安 與 交通、 生活中 移動(dòng)車輛的監(jiān)控與調(diào)度等方面。現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)從一開始就可提供全面的 GPRS 覆蓋。因此， GPRS技術(shù)可以使人們使用手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的更加快速，便捷，價(jià)格低廉。 GPRS 系統(tǒng) GPRS是 General Packer Radio Service的英文縮寫，中文譯為通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)，詳細(xì)來(lái)說(shuō)， GPRS是高速數(shù)據(jù)處理的 技術(shù)，是一個(gè) 通過(guò)新的 用戶 分組數(shù)據(jù) 的 傳輸所 承載數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) ，主要是通過(guò) GPRS的 網(wǎng)絡(luò)給 每一個(gè) 分組的所有用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。 它的 生產(chǎn)成本很低。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。系統(tǒng)的主程序流程大如下：首先 要 對(duì)單片機(jī)中 需要測(cè)量 的變量進(jìn)行初始化， 通常 情況下將 對(duì)應(yīng) 的變量設(shè)置為 0，同時(shí)， 我們 還要 對(duì) 單片機(jī) 的 相應(yīng)單元的進(jìn)行 初始化 的 配置 ，例如設(shè)定每一個(gè) 端口 的輸入輸出方向、設(shè)置各個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)別及需要有用到的定時(shí)器計(jì)數(shù)器進(jìn)行 初始化配置等，然后 我們要 通過(guò)單片機(jī)控 制 GTM900C芯片的電源的 通斷，來(lái) 決定是否 需要將其上電開啟，待 開機(jī)成功后，通過(guò)一系列的代碼來(lái)查詢GPRS模塊的網(wǎng)絡(luò)是否已經(jīng)注冊(cè)成功，如果注冊(cè)成功， 便 可 以 建立 GPRS模塊與 PC端 服務(wù)器的連接，并進(jìn)行數(shù)據(jù) 扽 傳輸 與 短信息 的 處理，另外 我們還 可以根據(jù)用戶的個(gè)性化需要 來(lái)發(fā)送具有特定 格式的信息。數(shù)據(jù)采集終端對(duì) 外界變化 數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理， 而 無(wú)線傳輸終端將 我們采集到的數(shù)據(jù) 無(wú)線傳輸 出去 。本課題提出并設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的GPRS通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸，使得數(shù)據(jù)傳輸更加的靈活，并且大大降低了成本，為一些監(jiān)控系統(tǒng)后的傳輸數(shù)據(jù)帶來(lái)了方便快捷。 GPRS通信系統(tǒng)是現(xiàn)代測(cè)控的基礎(chǔ)，用于獲取各種采集到的數(shù)據(jù)，因?yàn)?GPRS通信系統(tǒng)作為獲取信息的重要工具，正廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、科研的各個(gè)領(lǐng)域。以單片機(jī)作為控制核心，與一些傳感器等一些設(shè)備結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)一些功能 。 當(dāng)今生產(chǎn)生活中有越來(lái)越多的 應(yīng)用系統(tǒng)，采用的是微控制器或者單片機(jī)系統(tǒng) 對(duì)其進(jìn)行控制，因此我們把這樣的系統(tǒng)統(tǒng)一稱之為嵌入式系統(tǒng) 。 因此 當(dāng)我們 越來(lái)越離不開網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，我們就 非常 希望通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)方便的、快捷的信息 傳遞 交流和 長(zhǎng) 距離設(shè)備控制。但是因?yàn)楦鞣N地理?xiàng)l件限制和線路安裝的困難，使無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)更加受到人們的青睞。 在這個(gè)信息 傳輸 飛速 傳輸時(shí)代 ，數(shù)據(jù)的交換與傳輸是 各 種 信息交流的重要方法。針對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，數(shù)據(jù)傳輸速率， GPRS通信業(yè)務(wù)是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€(gè)更好的選擇。此系統(tǒng)的外圍電路較少，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本較低。因此， GPRS在便攜型環(huán)境檢測(cè)設(shè)備、交通道路監(jiān)控設(shè)備、移動(dòng)辦公以及無(wú)線上網(wǎng)等方面都有較為廣泛的應(yīng)。基于 GPRS 無(wú)線數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 摘要： GPRS（通用分組無(wú)線電業(yè)務(wù)）是使用包交換的概念發(fā)展來(lái)的一種無(wú)線信號(hào)的傳輸方式。 GPRS 信號(hào)不但擁有信號(hào)覆蓋范圍較廣、信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)速度較快、數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量較高、能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)在線以及費(fèi)用按流量計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，且每個(gè) GPRS 就是一個(gè)分組性的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí) GPRS 能夠支持 TCP/IP 協(xié)議，因此其可以直接與 Inter 連通。 本文使用的是華為公司生產(chǎn)的一款雙頻段 EGSM900/GSM1800 的通信模塊GTM900C，其